창간기획 1 미래를선도할 10 대청정에너지기술 온실가스다량배출로인한지구온난화현상은많은분야에서의변화를요구하고있다. 특히온실가스배출의주원인으로꼽히고있는발전등에너지산업분야의경우그요구는매우거세다. 과거에는경제성장이라는측면만고려하면됐지만, 지금은기후변화대응을위해환경을최우선적으로고려할것을주문하고있기때문이다. 문제는현재전세계적으로약 20% 에이르는인구가전기에너지를사용하지못하고있다는점이다. 즉향후에너지를사용하고자하는신규소비자는더욱늘것이고, 산업의발전으로인한에너지소비역시큰폭으로증가할수밖에없다. 문제가굉장히어렵지만해결책도분명존재한다. 결론적으로말해온실가스배출을최소화하면서도에너지효율은높인기술을개발하면되는것이다. 그리고이미세계각국은청정에너지기술개발을위해다각도의노력을펼치고있는상황이다. 그렇다면세계각국은미래에너지시장을선도할청정에너지기술로어떤것을꼽고있을까. 이질문에대한대답은지난 5월서울에서개최된 제5차클린에너지장관회의 (CEM, Clean Energy Ministerial) 에서제시된바있다. CEM은한국, 미국, 영국, 독일, 중국, 일본등세계에너지의 70% 를사용하는주요국가의관계장관들이모여클린에너지공급확대와에너지효율향상을위한구체적액션플랜을논의하는자리다. 2010년미국에서첫회의가열렸고아랍에미리트, 영국, 인도에이어한국은 5번째로 CEM을개최했다. 특히이번 CEM에서는회원국들의의견을모아 10대청정에너지혁신기술을최초로선정, 발표했다. CEM은 향후 10년간에너지시장의변화를선도할유망기술을선정한것으로 IEA 등국제기구와주요국기술로드맵을기준으로해 23개회원국회람을거쳐최종확정하게됐다 고배경을설명했다. 이번에선정된 10대청정에너지혁신기술은 초고압직류송전 에너지저장장치 바이오연료 마이크로그리드 탄소포집및저장 초고효율태양광발전 해상풍력 신재생에너지하이브리드시스템 빅데이터에너지관리시스템 지열시스템이다. 22 + Journal of the Electric World / Monthly Magazine
미래를선도할 10 대청정에너지기술 이와관련해산업통상자원부윤상직장관은 이번에선정된 10개의기술은최근의기술적 정책적추세가잘반영된결과 라고평가했다. 특히윤장관은 중앙집중형공급원에서분산형전원으로의변화, 에너지효율향상의중요성, ICT와융 복합추세등우리나라의상황에서시사하는바가크다 며 현재수립하고있는 제3차국가에너지기술개발계획 에이러한기술적추세를반영하겠다 는의사를표명했다. 향후 10년간에너지시장의변화를선도할 10대청정에너지유망기술을자세히소개한다. 1 초고압직류송전 High Voltage Direct Current 송전기술의꽃 이라평가받는초고압직류송전 (HVDC) 기술은고전압의 AC전력을 DC로변환해송전하는기술이다. HVDC는해저케이블송전, 대용량장거리송전, 주파수가상이한교류계통간연계, 도시밀집지역의단락용량경감을위한연계등활용분야가넓은차세대전력전송기술이다. 이러한장점때문에전세계적으로관심이급증하고있는분야이기도하다. HVDC 관련시장도 2020년 730억달러 (77 조원 ), 2030년 1,430억달러 (152조원 ) 규모로성장할것으로예상되는등급성장할전망이다. HVDC는 1960년대개발된전류형과 1990년대개발된전압형으로구분된다. 전류형은 Thyristor 전력소자를사용하는데대용량 HVDC에유리하고, 장거리전력전송에유리하다. 전압형은 IGCT, IGBT 전력소자를사용하며, 필터 동기조상기등별도의부대설비가필요없어설치면적을적게차지한다. 현재기준으로세계시장은전압형이 20%, 전류형이 80% 의점유율을보이고있다. 그러나전압형 HVDC 시장이점차확대되면서향후 2020년에는전압형이 40% 까지점유율을높일것으로전망되고있다. 국내외 HVDC 관련시장동향을살펴보면, 먼저전류형 HVDC의경우전세계적으로 115개프로젝트가운전중에있는데그규모가약 136GW 수준이다. 건설또는계획중인프로젝트도 24개약 66GW 에달한다. 중국, 인도, 브라질등국토가넓은나라에서는대용량장거리송전이중점적으로추진되고있다. 특히미국에서는노후 HVDC의교체및업그레이드수요와함께신재생연계용대용량 장거리송전프로젝트가눈에띄는데, 계통연계용 BTB 프로젝트도추진되고있다. 전압형 HVDC는세계적으로 15개프로젝트약 3GW 규모가운전중에있다, 그리고 17개프로젝트에서약 13GW 규모가건설또는계획중에있다. 전압형의경우북해연안해상풍력연계프로젝트를중심으로추진되고있는데, 최근에는 BTB에전압형을적용하는사례도나타나기시작했다. 우리나라의경우에도 HVDC 사업을활발히추진중에있다. 제주도의경우제주 ~ 해남 (1998년운전개시 ), 제주 ~ 진도 (2013년운전개시 ) HVDC 사업에이어, 제3 HVDC 건설사업도예정돼있다. 아울러 LS산전의 HVDC 사이리스터밸브 2014 July + 23
창간기획 1 한전과국내기업들은공동으로 제주 HVDC 실증단지 ( 스마트센터 ) 를지난해말구축, HVDC 핵심설비에대한장기운전시험및초전도케이블을 HVDC 설비와연계하는방안등에대해서도연구를진행해나갈계획이다. 특히한전은국내 HVDC 기술자립을위해알스톰그리드 (Alstom Grid) 와합작사인 KEPCO 알스톰파워일렉트로닉스시스템즈 (KEPCO Alstom Power Electronics Systems, KAPES) 를설립하고, HVDC 프로젝트를진행하고있다. 한전의경우올해북당진 ~ 고덕 HVDC 사업을진행키로했는데, KAPES 와는변환소건설사업 (1,500MW 급 2기 ) 을추진할예정이다. 한편우리나라를포함한동북아시장에서는슈퍼그리드 (Supergrid) 를위한한 러-한 일-한 중간연계가활발하게논의되고있는데, 이를토대로해외진출도검토할수있을것으로기대를모으고있다. HVDC와관련해우리나라는 계통해석및운영 ( 남북 / 동북아계통연계를대비한국가간 HVDC 계획및해석연구개발, 대규모신재생에너지연계계통해석기술개발등 ) 변환기술 ( 독자적인대용량 HVDC 엔지니어링기술개발, 국내제작사의 HVDC 기기국산화, 국내시장확보및대외경쟁력향상등 ) 송전기술 ( 동북아계통및신재생계통연계를위한 800kV 초고압 DC 송전기술, DC에적합한신소재나노복합 DC 전력케이블개발등 ) 등에대한개발노력이필요하다는지적이다. 전지와같은기존의중소형 2차전지를대형화하거나회전에너지, 압축공기등기타방식으로전력계통 (Grid) 에저장했다가전력이가장필요한시기에공급해에너지효율을높이는시스템을의미한다. ESS는배터리, 전력조절기 (PCS) 1), 전력관리시스템 (PMS) 2), 배터리관리시스템 (BMS) 3) 등으로구성된다. ESS는전력소비가없을때전력을저장했다가전력이필요할때즉시제공할수있어부하평준화 (Loading Leveling) 를통한전력운영의최적화가가능하다. 또한, ESS를이용해전력예비력을확보하게되면여름 겨울철의전력피크및대규모정전사고등에효과적으로대응이가능하다. 무엇보다태양광, 풍력등외부환경에따라출력변동성이심한신재생에너지원을 ESS에저장하였다가고품질전력으로전환하여전력망에공급할수있게된다. 이러한장점으로인하여일본, 미국등주요선진국들은 ESS에대한연구개발및실증을활발하게추진중이며일부상용화에성공하는등사업화단계에진입한상태이다. 특히, 일본의경우에는 2011년발생한대지진과후쿠시마원전사태이후촉발된전력 2 에너지저장장치 Advanced Energy Storage System 에너지저장시스템 (ESS) 은생산된전력을리튬이온 1MWh 리튬이온배터리내부모습 1) Power Conditioning System : 배터리의출력을원하는형태의전력으로변환하는설비 2) Power Management System : 전력계통내에서다수의분산전원, 전력저장장치등을가장효율적이고경제적으로운용할수있도록제어하기위한시스템 3) Battery Management System : 배터리의상태를모니터링하여최적의조건에서유지 사용할수있도록배터리시스템을자동으로관리하고, 배터리교체시기를예측하고문제의배터리를사전에발견하는시스템 24 + Journal of the Electric World / Monthly Magazine
미래를선도할 10 대청정에너지기술 대란으로가정용태양광발전과 ESS를연계한시스템에대한수요가급증하고있는추세이다. 한전측자료에따르면전세계 ESS 시장은 2020 년까지 29GW, 약 22조원수준으로성장할전망이다. 특히전세계적으로 142개소의 ESS 설비가운영및실증사업을진행중에있는데, 이들대부분은피크감소용 ESS 실증을중심으로진행되고있지만, 미국의일부전력회사에서는주파수조정 (F/R) 용 ESS도상용화단계에있는것으로알려지고있다. 국내에서는현재 14개소 ( 주파수조정용 1개소, 피크감소용 12개소, 신재생출력안정 1개소 ) 의 ESS 설비가운영및실증중에있다. 특히한전은지난해 창조경제구현을위한 ESS 종합추진계획 을수립, 올해부터 2017년까지 (4년간) 약 6,500억원을투자함으로써 ICT기술과융합한 ESS설비를단계적으로설치키로한바있다. 정부에서도올해 CAES(Compressed Air Energy Storage, 압축공기에너지저장 ) 실증사업에정부자금 700억원등총 2,200 억원의자금을투입키로결정한바있다. ESS는발전대응용 ESS, 송배전망대응용 ESS, 수용가용 ESS 등으로구분할수있는데, 각각 첨두부하대응 CAES, 주파수추종용 ESS, 신재생연계형 ESS, CCPP 출력증대용 ESS 송배전안정화용 ESS, Lamping 용 ESS, 전력품질안정화용 ESS 소용량 CAES(No-Emission CAES), 수요대응형가상발전 & ESS, 도심형 ESS 모델등을포함한다. 도형산업을육성하는데이바지할것으로보인다. 바이오연료에는바이오디젤을비롯해바이오알콜, 수소, 에탄올등이있는데, 바이오디젤의경우이산화탄소로부터만들어져환경친화적이며, 액상연료이기때문에기존의연료인프라를그대로사용할수있는장점이있다. 바이오연료분야유망기술로는바이오항공유생산기술, 저급원유정제기술, Bio-DME (Dimethylether, 천연가스 바이오매스등의열분해합성가스에서추출한화합물 ) 생산기술등을들수있다. 최근온실가스저감 ( 탄소세 ), 규제제한등의환경적요인으로인해바이오항공유개발필요성이높아지고있다. 또국내의경우도입원유의 80% 가두바이유에의존하고가운데, 저급화및타산지원유도입의필요성으로인해고산가원유의 DB화및정제촉매기술개발등을추진하고있다. 아울러바이오매스를원료로한 DME 생산기술등을통해디젤유를대체하고, 또 LPG-DME 혼합연료로활용할수있다. 조사자문업체인 Cleanedge가지난해초발표한자료에따르면바이오연료시장 ( 에탄올과바이오디젤글로벌생산과총판매가격 ) 은 2011년 830억달러에서 2012년 952억달러로증가했고, 2022년에는 1,777억달러에이를전망이다. 3 바이오연료 Advanced biofuels technology for transport 바이오연료기술은바이오매스, 폐기물등의자원을생물학적 화학적전환기술을적용하거나저등급석탄, 메탄가스등으로부터화석연료를생산하는기술을의미하며, 가격경쟁력이있는연료개발을통한세계시장선점및내수시장강화와함께수출주 SK 케이칼의바이오디젤생산설비 2014 July + 25
창간기획 1 Micro-grid EMS Electricity Communication Zone A KEPCO Gateway PV1 (30kW) PV2 (10kW) Sensitive Loads N-1 시험동 Adjustable Loads Load Bank1 (0~50kW) UPQC (200kVA) PCS PCS 22.9kV/ 380V ACB1 STS ACB2 Zone B PCS PCS PCS Charger Battery (50kWh) PV3 (30kW) Wind Turbine (3kW) Micro Turbine (60kW) e- 주택 / 기숙사 (30~50kW) ( 확장시고려 ) EV (30~50kW) Sheddable Loads Load Bank2 (0~50kW) 마이크로그리드실증사이트구성도 4 마이크로그리드 Microgrid 마이크로그리드 (Microgrid) 는분산에너지원을수 용해서소규모단위로에너지의공급과수요를관리하는지역전력망이라고할수있다. 즉단순히신재생에너지원뿐만아니라다양한분산에너지원을경제적으로조합해해당구역에필요한에너지를경제적으로공급하는지역적그리드이다. 마이크로그리드는탄소절감에기여할수있는신재생에너지의사용, 에너지비용절감, 그리고정전없는원활한전력공급이가능하다는장점때문에세계적으로국가차원에서연구 개발에박차를가하고있다. 마이크로그리드는독립형, 계통연계형두가지로대별된다. 독립형마이크로그리드는대규모그리드의규 모를축소시킨것과같아많은기술적인요소들이유사하다고할수있다. 하지만기존의발전설비뿐만아니라신재생발전설비와 ESS가전력전자시스템을매개로설치된다는점에서기존의그리드와는차별적이다. 반면계통연계형마이크로그리드는일반그리드와통합운영되는방식인데, 이때마이크로그리드는일반그리그계통에대해예측가능한부하로작용하거나발전기로작용할수있도록설계되고운전된다. 마이크로그리드는내부발전원으로서소규모의신재생에너지전원과가스기반의소형열병합발전을설치해열과전기를동시에수용가에공급할수있으며, ESS를통해경제적인에너지사용이가능하다. 또전력계통운영측면에서송 배전손실저감, 에너지효율향상등의이익을제공할수있다. 에너지분야컨설팅기업인 Navigant Research 가 26 + Journal of the Electric World / Monthly Magazine
미래를선도할 10 대청정에너지기술 2013년발표한보고서에따르면현재세계적으로계획또는개발 운영중인마이크로그리드관련프로젝트는 405개에달한다. 하지만아직까지전세계적으로상용화한사례는없는것으로조사되고있으며, 대부분실험및실증단계에머물러있는수준이다. 또한, 보고서에서는시장규모가 2013년기준으로연간 83억달러에서 2020년연간매출 400억달러로증가할것으로전망하고있다. 마이크로그리드가신재생에너지등분산전원의안정적인계통연계및전원공급, 에너지효율증대필요성제고, 광역정전에대한해법제시등다양한요구를충분히해소할수있어향후전력시장에서의부각가능성은매우높다. 핵심기술로는통신연계, 운영시스템, 제어기기기술등이있다. 5 탄소포집및저장 Utilization of CO 2 석탄화력발전은가격적인측면에서매력적인전력공급원이나지구온난화의주범으로지목되고있는온실가스배출이항상문제점으로제기된다. 그러나경제적이면서도안정적인전력공급을위해서는석탄화력발전에대한의존도를줄일수없는입장이다. 따라서현재기존화석연료중심의전력공급구조를유지하면서도 온실가스를감축할수있는대안이필요하다. 이러한고민을해결해줄수있는대안이바로탄소포집및저장 (CCS, Carbon Capture & Storage) 기술이다. 이는화력발전소, 제철소등에서대량발생하는이산화탄소를포집, 압축, 수송해해양지중에안전하게저장하거나화학적 생물학적방법을통해화학소재또는바이오연료등으로전환해재활용하는기술을의미한다. 즉화력발전소등에서배출 포집된대량의이산화탄소를유용물질로전환해재이용함으로써대규모저장소건설 운영의한계를보완하는등미래신시장창출이가능하다는지적이다. 우리정부의경우순수국내기술로이산화탄소포집플랜트를한국남부발전하동화력 8호기에성공적으로설치하고지난 4월준공식을개최한바있다. 이번에준공된 10MW 연소후건식이산화탄소포집파일럿플랜트는세계최초로화력발전소에적용된포집설비로민관합동기술개발노력을통해일궈낸값진성과이다. 정부는이번파일럿플랜트사업성과에대해전문기관검증을거쳐평가한이후, 100~ 300MW급으로확대해대규모통합실증프로젝트추진을검토할계획이다. 한편세계에너지기구가 2010 년전망한자료에따르면 2050 년까지세계온실가스감축량의약 19% 를 CCS 가담당할것으로전망된다. 또 CCS 플랜트시장은 플라스틱분말 바이오연료 CO 2 포집 화학제품원료 사료 화학적전환공정 수송 미세조류배양 고분자필름 의약품식품등 이산화탄소전환이용기술개념도 2014 July + 27
창간기획 1 2020 년 100기에서 2030 년 850기로증가한뒤 2050 년에는 3,400 기로급속히성장할것으로전망했다. 특히정부가 2010년발표한 국가 CCS 종합추진계획 ( 안 ) 에따르면미국, 일본등 G8 정상은지난 2008년 2020년까지 CCS 상용화추진에합의하고, CCS 상용화를위한대규모실증과비용저감을위한차세대기술개발을본격추진중에있다. 세계 9위의온실가스배출국인우리나라도 2020 년이산화탄소배출전망치대비 30% 감축을목표로설정하고, 그목표달성수단으로 CCS 도입을강화해나가고있다. 특히정부는장기적관점에서포집된대량의이산화탄소를화학적 생물학적으로전환해이용할수있는새로운개념의한계돌파형원천기술개발을추진하고있다. 이는이산화탄소를원료로유용물질을생산하거나유독한화학공정을대체하는원천기술과최신바이오기술을활용한고효율바이오디젤생산기술개발을목표로한다. 집광형태양전지는렌즈와같은광학소자나기구를이용해태양광을집광하여발전하는태양전지로서, 고효율이며소모소재가적어자원효율이높고환경보전성이매우우수하다. 특히가격이저렴한플라스틱렌즈나알루미늄코팅거울을이용해태양광의집광도가높을수록사용면적을줄일수있어태양전지모듈제조단가를대폭낮출수있다는장점이있다. 유기태양전지는유기반도체등전기가흐르는유기화합물을사용해제조한태양전지로유연성, 경량화를바탕으로차별화된신시장창출이기대되는분야이다. 유기태양전지는플러렌유도체, 전도성고분자, 금속산화물등다양한종류의나노소재를혼합하거나층층이쌓아제작하는데, 그중플러렌유도체는전자와정공을각기다른방향으로이동시켜광활성층에서생성된전하의재결합을차단하여태양전지의효율을향상시킨다. 6 초고효율태양광발전 Ultra-efficient solar power 초고효율태양광발전은염료감응, 집광형, 유기태양전지등기존기술대비혁신적으로효율을높이면서도제작단가는낮춘태양전지기술이다. 염료감응형태양전지는유리와유리사이에특수한염료를발라마치식물이광합성을하듯태양광을전기로전환시키는기술을적용한태양전지다. 기존의실리콘전지에비해원재료및공정, 설비비가저렴할뿐만아니라흐린날씨에서도발전효율이높은것이장점이다. 또한단일색상만가능한실리콘전지와달리염료를사용해다양한색상의제품을제작할수있고, 건물의곡선면에도적용이가능하다는점에서각광받고있는분야이다. 현재전세계연구자들은염료감응형태양전지의효율을높이고, 이를상용화하기위한연구를본격화하고있다. 이건창호가국내최초로염료감응형태양전지를적용해개발한고단열건물일체형태양광발전시스템창호제품 28 + Journal of the Electric World / Monthly Magazine
미래를선도할 10 대청정에너지기술 에너지전문조사기관인 SNE리서치가 2012년발표한보고서에따르면염료감응형태양전지시장규모는 2012년 1억3,000 만달러를시작으로 2015년 2 억9,600 만달러, 2016년 4억3,600 만달러, 2020년 9억800만달러등연평균약 33.9% 성장할것으로내다봤다. SNE리서치는집광형태양전지와관련, 2012년 505MW, 2015년 1.4GW 규모의설치량을보일전망이며, 이후에도꾸준한성장률을보여 2020년에는 3.9GW 규모가설치될것으로전망했다. 또한, 2011년에는시장분석리포트를통해유기태양전지분야에대해 2016년까지연간 187% 가량의고도성장을기록할것이란전망도내놓은바있다. 해외에서의지원화정책사례를보면, 독일, EU, 일본, 미국등의선진국에서는 2003년부터유기태양전지의상업화를위한정부차원의지원이시작돼상용화를위한노력이계속되고있다. 이러한초고효율태양광발전분야는초고효율화및저가화를통한장점을바탕으로향후태양광응용분야확대는물론, 기술추격형에서기술선도형산업으로의전환도기대된다. 소화할수있고, 또대규모단지조성이가능한해상풍력이새로운시장으로급부상하고있다. 최근한전이발표한자료에따르면해상풍력시장의경우 UK Round Ⅲ 가시작되는 2014년이후본격적으로성장할것으로예상된다. 특히 2020년까지연평균성장률 (CAGR) 은 32% 에이를것으로내다봤는데, 2020년해상풍력설비용량은 52GW로예상되며, 2030년에는 1,100GW에이를것이라는전망이다. 해상풍력시장역시영국 독일 네덜란드 덴마크등유럽이주도하고있으며중국이세계최대의시장으로떠오르고있는상황이다. 그러나우리나라는해상풍력단지개발과관련해아직초기단계에있다. 특히자원평가, 단지설계, 터빈시스템등해상풍력과관련한국내기술수준은 80% 로높은편이나, 국산화율은 20% 로매우낮다. 하지만해상풍력의경우우리나라가경쟁력을갖고있는조선중공업, 해양플랜트, 건설, 전기, IT 등연관산업과접목시조기에세계시장선점이가능한분야라는분석이다. 이와관련, 지난 2011년우리정부는 2020년세계 7 해상풍력 Advanced offshore wind turbine technology 해상풍력분야에서는효율증대및비용절감을위한초대형해상풍력터빈개발등궁극적으로발전단가를최소화할수있는기술이유망기술로선정됐다. 기후변화, 화석연료의고갈등으로다양한신재생에너지분야들이각광을받고있지만, 그중에서도풍력발전은경제성과효율성면에서가장우수한면모를자랑하며신재생에너지분야를이끌어나가고있다. 특히풍력발전의경우그동안시장을이끌어왔던육상풍력이환경파괴, 소음 진동으로인한민원등의한계를속속드러내면서, 환경파괴및민원을최 제주김녕풍력발전실증단지에서실증중인해상풍력시스템 2014 July + 29
창간기획 1 해상풍력 3대강국으로부상한후 2030년에세계시장점유율 20% 를달성한다는목표를세운바있다. 해상풍력분야중 CEM에서제시한해상풍력관련핵심기술분야는 로터블레이드 ( 출력증대및로터직경의최적화, 설계표준화및제조프로세스향상, 블레이드소재개발 ) 기어박스및동력장치 ( 기어박스설계기술및신뢰성향상, 드라이브트레인구동방식개선 ) 초전도발전직접구동기술 ( 상전도및초전도발전기대용량화, 대용량상전도및초전도발전기신뢰성향상, 변압기및전력변환기소형 경량화 ) 등이다. 8 신재생에너지하이브리드시스템 Hybrid renewable energy system 신재생에너지하이브리드시스템은다양한신재생에너지발전과디젤발전, 열병합발전등기존발전원들의결합을통해에너지효율, 경제성, 신뢰성을높이는기술로, 신재생에너지시장규모및경제성을크게늘릴것으로기대되는분야이다. CEM에서는핵심분야로크게 3가지를제시하고있는데, 먼저 태양광 + 지열융복합발전 은시간에따른출력이비교적일정한지열이기저전력을, 태양광이피크부하를담당해안정적인전력을공급하는시스템을말한다. 지열은시간에따른출력이비교적일정하고태양광은피크부하시기와거의일치해상호보완적결합이가능하다는설명이다. 다음으로 풍력 + 태양광융복합발전 은풍력과태양광발전을한장소에하나의시스템으로결합하는방식으로인프라의효율적활용및안전정인전력공급시스템구축이가능하다. 풍력날개의그림자에의한태양광발전손실은 2% 이하로실질적인손실이거의없는수준이다. 세번째로 태양열 + 지열융복합발전 은태양열과지열을병합해주거건물의온수급탕과난방및냉방을 100% 신재생에너지로공급하는시스템을말한다. 지난해 LG경제연구원이발표한보고서에따르면신재생에너지하이브리드시스템은하나의트렌드로확실히자리매김하고있고, 신재생에너지자체의확산은물론기존석탄이나가스화력발전의모습을달 태양광발전시스템 폐열회수형환기시스템 고기밀복층유리 복합단열공법 급탕 냉방팬코일 바닥난방 토사층 지열히트펌프 급탕축열조 냉 난방축열조 암반층 지열시스템 대림산업이태양광, 지열등신재생에너지를이용해시공한삼척그린파워직원사택개념도 30 + Journal of the Electric World / Monthly Magazine
미래를선도할 10 대청정에너지기술 라지게할것으로보인다. 나아가에너지안보나안정성측면에서궁극적인형태로평가되는분산형전력체계의정착에도한몫할것이라는예측이다. 보고서에서는원자력이나화력발전의위세가꺾이지않는현상황에서신재생에너지하이브리드시스템이재생에너지산업성장의새로운동력으로평가받을것으로전망됐다. 특히 LG경제연구원은신재생에너지하이브리드시스템의경우하이브리드기술자체뿐아니라저장기기, 통합에너지관리솔루션및관련서비스등에이르기까지광범위한산업적파급효과도기대해볼수있으며, 지역기반의분산형발전플랜트까지고려한다면고용창출은물론지역사회의성장에도기여할수있을것으로전망했다. 9 빅데이터에너지관리시스템 IoT energy management system 빅데이터에너지관리시스템은에너지를사용하는모든환경을계측하고분석해주변설비 기기를제어함으로써, 최소한의에너지로최적의환경을구현하는기술을의미한다. 건물, 산업등에너지다소비분야의효율화를통해국가에너지사용량을줄일수있고, 새로운에너지절감비즈니스모델발굴을통해新수요관리산업창출도가능하다. 사물인터넷 (Internet of Things) 기술은어떠한사물이인터넷을통해다양한기기와스마트하게연결되어정보를교류할수있는것을말하는데, 가전제품, 전자기기뿐만아니라헬스케어, 원격검침, 스마트홈 빌딩 팩토리, 스마트카등다양한분야에서사물을네트워크로연결해정보를공유할수있게해준다. 사물인터넷을기반으로에너지관리시스템을구축하게되면불필요한에너지소비를자동으로줄여줌으로써소비효율을극대화할수있게된다. 해당분야의핵심기술로는스마트홈 빌딩, 스마 트팩토리분야가제시됐다. 스마트홈 빌딩분야는거주자의행동감정및제반환경을파악해조명, 냉난방등설비제어를통해최소한의에너지로최적의실내환경을구현하는기술을의미한다. 스마트팩토리분야는사물인터넷에기반해모든공정요소를측정 분석 제어함으로써산업기기, 공정및산업단지의에너지최적화를구현하는기술을의미한다. 최근산업통상자원부는 2020년까지 1 만개공장에대해 IT SW, 사물인터넷등과의융합을통해생산전과정을지능화 최적화하는 스마트화 를추진키로결정한바있다. 10 지열시스템 Advanced thermal storage 지열시스템은산업폐열, 지열, 태양열과같은열원기반의에너지를다른형태로변환하지않고그대로저장해뒀다가용도에따라냉난방용열원공급및전력생산에활용하는기술을말한다. 핵심기술로는다음 3가지가제시됐다. 먼저지하열에너지저장기술은냉수와온수를깊은지하에저장해필요에따라활용하는기술로, 온수는동절기난방용으로, 냉수는하절기냉방용목적으로사용이가능하다. 둘째열전발전기술은열에너지를직접전기에너지로변환하는방법으로, 열의이동성에너지를전기에너지로변환해사용하기때문에자연 인공등의모든열원의사용이가능한장점이있다. 세번째인건물용열에너지저장시스템기술은전력사용이낮은심야시간에냉동기등을가동하여냉열을저장했다가, 에너지수요가높은주간에냉방으로사용하는기술이다. 지열시스템의경우태양열이용등의불규칙적환경조건을보완해통합적자원으로사용함으로써온실가스저감등친환경적인에너지의이용이가능함에따라미래발전가능성이기대되는분야이다. 2014 July + 31